KR102276144B1 - 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 근접 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근접 센서에서의 정확한 터치 센싱을 위한 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 관한 것이다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 환경 요소에 따라 구분하여 다중 보상을 수행함으로써 사용자의 보다 정확한 근접 여부를 판단할 수 있고, 종래 기술의 소프트웨어적으로 구해진 계수를 곱하여 보상을 수행하는 방법과는 달리 선세의 센싱 전에 센싱값을 세팅함으로써 처리 시간이 단축되고, 알고리즘 연산 시간이 줄고 소비전류도 낮아지는 장점이 있다. 또한, 선형적으로 변화하는 환경 요소 뿐만 아니라 비선형적으로 변화하는 환경 요소에 대한 정확한 보상이 가능한 장점이 있다.

Description

근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서 {ENVIRONMENTAL COMPENSATION METHODS IN PROXIMITY SENSORS AND PROXIMITY SENSORS WITH IMPROVED ENVIRONMENTAL COMPENSATION}
본 발명은 근접 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근접 센서에서의 정확한 터치 센싱을 위한 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 전자 장치에서 유해한 전자파를 관리하는 문제가 중요한 이슈가 되었고, 이러한 전자파를 관리하기 위한 한가지 방안으로 근접 센서(GRIP Sensor; Proximity; SAR Sensing)를 이용한다.
스마트폰으로 장시간 통화하는 경우 사용자의 얼굴 근처에서 유해한 전자파가 발생하므로, 통화 시에는 사용자의 얼굴과 디바이스가 근접한 지를 검출하여 전자파의 원인이 되는 전력을 조절한다.
선행 기술에 따르면 장시간의 통화로 인하여 근접 센서의 온도가 지속적으로 상승하는 경우, 근접 센서내의 사용자의 근접(또는 파지) 또는 터치 여부를 센싱하는 터치 센서를 구성하는 복수의 커패시터의 정전 용량값도 함께 상승한다.
정전 용량값이 증가할수록 정전 용량 리액턴스(reactance)가 낮아지므로, 주파수값이 증가하고 터치 센서의 센싱 값도 증가한다. 증가된 터치 센서의 센싱 값은 근접 여부와 근접 해제의 판단에서 오류가 발생될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 별도의 레퍼런스 채널(reference channel)을 이용하여 스마트폰을 파지한 경우 터치 센서의 센싱 값을 보상하는 방법이 제안되었다.
그러나 상기 선행 기술에 의하더라도 통화 중, 특히 사용자의 얼굴과 디바이스가 근접한 상태에서 장시간 통화에 의하여 온도가 상승하는 경우에는 터치 및 근접 센싱의 정확도가 떨어지는 문제점이 여전히 존재하고, 실제로는 터치 동작에 관여하지 않는 별도의 레퍼런스 채널을 유지해야 하므로, 터치 IC(integrated circuit)의 면적이나 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
또한 레퍼런스 채널과 메인 채널이 경험하는 온도 변화가 일치하지 않는 경우에는 오동작의 가능성도 존재한다.
특허문헌 1 : 한국공개특허번호 제 10-2017-0068754호 특허문헌 2 : 한국등록특허 제 10-1012305호
본원 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 근접 센서에서의 개선된 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 근접 센서에서의 환경 보상 방법은
제 1 센서가 제 1 센싱 값을 센싱하는 단계;
제 2 센서가 제 2 센싱 값을 센싱하는 단계;
상기 제 2 센싱 값을 전처리하는 단계;
제 3 센서가 제 3 센싱 값을 센싱하는 단계;
상기 제 3 센싱 값을 전처리하는 단계;
상기 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 보상하는 단계; 및
보상된 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 3 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 재보상하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서는 복수개로 구성되어,
상기 제 2 센싱 값을 전처리하는 단계 및 상기 제 3 센싱 값을 전처리하는 단계; 및 상기 제 1 센싱 값을 보상하는 단계 및 상기 제 1 센싱 값을 재보상하는 단계;가 각각 복수 회 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 프로세서 주변의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서를 포함하고,
상기 제 3 센서는 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 센싱 값을 전처리하는 단계는 미리 저장된 보상 값을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 미리 저장된 보상 값을 포함하는 보상 테이블을 이용하여 상기 전처리하는 단계를 수행하되,
상기 보상 테이블은 환경 변화의 정도에 따라 상이한 보상 값을 저장하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서와 상기 제 3 센서는 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 다른 실시예에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서는,
프로세서; 및
명령을 저장하는 비 일시적 메모리를 포함하되, 상기 명령은 상기 프로세서가 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
제 1 센서에 의하여 제 1 센싱 값을 센싱하게 하고;
제 2 센서에 의하여 제 2 센싱 값을 센싱하게 하고;
상기 제 2 센싱 값을 전처리하게 하고;
제 3 센서에 의하여 제 3 센싱 값을 센싱하게 하고;
상기 제 3 센싱 값을 전처리하게 하고;
상기 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 보상하게 하고; 및
보상된 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 3 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 재보상하게 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서는 복수개로 구성되고,
상기 프로세서로 하여금
상기 제 2 센싱 값을 전처리하게 하는 것 및 상기 제 3 센싱 값을 전처리하게 하는 것; 및 상기 제 1 센싱 값을 보상하게 하는 것 및 상기 제 1 센싱 값을 재보상하게 하는 것;을 각각 복수 회 수행하게 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 상기 프로세서 주변의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서를 포함하고,
상기 제 3 센서는 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 프로세서로 하여금
상기 센싱 값을 전처리하게 하는 것은 미리 저장된 보상 값을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 미리 저장된 보상 값을 포함하는 보상 테이블;을 더 포함하되,
상기 보상 테이블은 환경 변화의 정도에 따라 상이한 보상 값을 저장하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서와 상기 제 3 센서는 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 추가 실시예에 따른 근접 센서의 환경 보상 방법은,
제 1 센서가 제 1 센싱 값을 센싱하는 단계;
하나 이상의 제 2 센서가 하나 이상의 제 2 센싱 값을 센싱하는 단계; 및
상기 제 1 센싱 값에 대하여 상기 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제1 센싱 값을 보상하는 단계;를 포함하되,
상기 제 2 센싱 값을 센싱하는 단계는 상기 제2 센서의 센싱 전에 환경 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 세팅 값에 의하여 상기 2 센서의 센싱 시간, 센싱 주기, 게인(gain) 중 적어도 하나의 센서 특성을 조정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서는 복수개로 구성되고, 각각은 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
복수개의 상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 프로세서의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서 및 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 센서 특성을 조정하는 단계는 상기 미리 저장된 세팅 값을 갖는 세팅 테이블을 이용하되, 상기 세팅 테이블은 환경 변화의 정도에 따라 상이한 세팅 값을 저장하는 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 또 다른 추가 실시예에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서는,
프로세서; 및
명령을 저장하는 비 일시적 메모리를 포함하되, 상기 명령은 상기 프로세서가 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
제 1 센서에 의하여 제 1 센싱 값을 센싱하게 하고;
하나 이상의 제 2 센서에 의하여 하나 이상의 제 2 센싱 값을 센싱하게 하고; 및
상기 제 1 센싱 값에 대하여 상기 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제1 센싱 값을 보상하게 하게 하도록 구성되되,
상기 제 2 센싱 값을 센싱하는 것은 상기 제2 센서의 센싱 전에 환경 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 세팅 값에 의하여 상기 2 센서의 센싱 시간, 센싱 주기, 게인(gain) 중 적어도 하나의 센서 특성을 조정하는 것을 포함한다.
바람직하게는,
상기 제 2 센서는 복수개로 구성되고, 각각은 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
복수개의 상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 프로세서의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서 및 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 프로세서로 하여금
상기 센서 특성을 조정하게 하는 것은 상기 미리 저장된 세팅 값을 갖는 세팅 테이블을 이용하되, 상기 세팅 테이블은 환경 변화의 정도에 따라 상이한 세팅 값을 저장하게 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 종래 기술에서의 별도의 레퍼런스 채널을 채용하지 않아 터치 IC의 면적이나 소비전력이 증가하는 문제점이 없다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 환경 요소에 따라 구분하여 다중 보상을 수행함으로써 사용자의 보다 정확한 근접 여부를 판단할 수 있다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 종래 기술의 소프트웨어적으로 구해진 계수를 곱하여 보상을 수행하는 방법과는 달리 센서의 센싱 전에 센싱값을 세팅함으로써 처리 시간이 단축되고, 알고리즘 연산 시간이 줄고 소비전류도 낮아지는 장점이 있다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 선형적으로 변화하는 환경 요소 뿐만 아니라 비선형적으로 변화하는 환경 요소에 대한 정확한 보상이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 다중 보상 방법을 이용하는 환경 요소 보상의 개념을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 1 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 3은 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 2 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 4는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 3 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 5는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 4 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 6은 본원 발명에 따른 근접 센서에서의 환경 보상 방법의 제 1 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 본원 발명에 따른 근접 센서에서의 환경 보상 방법의 제 2 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공기 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
본원 발명에서의 환경 요소는 온도, 습도, 노이즈 및 먼지 등을 포함한다. 이러한 환경 요소에 의하여 근접 센서의 터치 센싱 값은 선형적이나 비선형적으로 변화될 수 있으며, 터치 센싱 값의 오류를 유발시킬 수도 있다.
따라서, 본원 발명의 목적은 이러한 여러 환경 요소에 의한 오류를 보상하여 정확한 터치 센싱 값을 획득하고자 하는 것이 목적이다.
본원 발명의 특정 실시예는 근접 센서의 각각의 환경 요소에 대하여 다중 보상을 수행하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 근접 센서의 주된 환경 요소인 온도에 대한 1차 보상을 수행하고, 보상된 결과값에 대하여 온도 이외의 환경요소에 대하여 제 2 차 보상을 수행함으로써 터치 센싱 값의 정확도를 개선시킬 수 있다. 순서를 바꾸어, 1차 보상으로 온도 이외의 환경요소에 대한 보상을 수행하고, 2차 보상으로 온도에 대한 보상을 수행할 수도 있다. 각각의 환경 요소에 대하여 독립적인 보상을 수행할 수 있다는 것이 특징이고, 그 보상 순서는 고정된 것이 아니다.
종래에는 환경 요소에 따라 구별하여 보상하지 않고 한 번의 보상을 통하여 모든 환경에 대한 보상에 이루어졌다는 점에서 본원 발명과는 차이점이 있다.
추가적으로, 환경 요소에 따라 추가적인 보상이 개별적으로 추가 보상될 수 있고, 상이한 보상이 순차적으로 반복될 수 있다.
본원 발명의 특정 실시예는 하나의 터치 센서의 센싱 값을 보상하기 위하여 복수의 환경 요소를 센싱하는 복수개의 환경 요소 센서가 사용될 수 있다.
본원 발명이 특정 실시예는 하나의 터치 센서와 하나의 환경 요소를 센싱하는 하나의 환경 요소 센서가 쌍을 이루어 사용될 수 있다.
본원 발명의 특정 실시예는 근접 센서의 내부 환경 요소와 외부 환경 요소를 구별하여 각각 보상할 수 있다.
본원 발명의 특정 실시예는 온도 또는 노이즈와 같은 환경 요소의 변화의 정도에 따라 상이한 보상 값을 저장하는 보상 테이블을 이용하여 보상을 수행할 수 있다.
본원 발명의 특정 실시예는 근접 센서에 배치된 환경 요소 센서의 센싱 전에 환경 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 세팅 값에 의하여 센서의 센싱 시간, 센싱 주기, 게인(gain) 중 적어도 하나의 센서 특성을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 센서 특성을 조정하는 것은 보상을 수행하기 전 그리고 센서의 센싱 전에 수행되는 것이 특징이다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 다중 보상 방법을 이용하는 환경 요소 보상의 개념을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기에서 언급한 바와 같이 본원 발명은 근접 센서의 각각의 환경 요소에 대하여 다중 보상을 수행하는 것을 포함한다. 예를 들어, 근접 센서의 주된 환경 요소인 온도에 대한 1차 보상을 수행하고, 보상된 결과값에 대하여 온도 이외의 환경요소에 대하여 제 2 차 보상을 수행함으로써 터치 센싱 값의 정확도를 개선시켰다. 1차 보상으로 온도 이외의 환경요소에 대한 보상을 수행하고, 2차 보상으로 온도에 대한 보상을 수행할 수도 있다. 다른 환경 요소의 추가 보상이 추가로 수행될 수 있다.
도 1(a)는 온도 이외의 환경 요소(예를 들어, 습도, 근접 센서 자체의 노이즈 또는 먼지 등)의 센싱 값을 포함한 시간에 따른 터치 센서의 센싱 값을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1(a)는 온도 이외의 환경 요소에 의한 터치 센싱의 오류 값을 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 도면이다. 즉, 터치 센싱 값은 근접 판단 이후에 온도 이외의 환경 요소에 의한 노이즈에 의하여 임계값 근방에서 증감함으로써 실제 근접 해제 이전에 여러 번의 근접 해제와 근접 판단의 센싱 값을 출력함으로써 근접 센서의 오류를 발생시킬 수 있다. 도 1(a)는 이해를 돕기 위하여 극단적으로 강조된 경우이다.
도 1(b)는 온도 환경 요소에 의한 터치 센싱의 오류 값을 설명하기 위하여 개념적으로 도시한 도면이다. 온도의 센싱은 적절한 온도 센서에 의하여 수행될 수 있다. 본원 발명에서 온도 센싱을 위해 사용될 수 있는 센서는 커패시터 방식의 온도 센서, ADC 방식의 온도 센서, PTAT(proportional to absolute temperature)전압 생성 회로와 ADC를 이용한 방식을 이용한 온도 센서를 예로 들 수 있다.
온도 환경 요소에 의하여 터치 센서의 센싱 값은 선형적으로 또는 비선형적으로 증가하여 근접 해제의 정확한 시점을 판단할 수가 없다. 도 1(b)에서는 선형적으로 증가된 온도 환경 요소에 의한 터치 센서의 센싱 값을 도시한 것이다.
도 1(c)는 일차적으로 도 1(a)의 온도 이외의 환경 요소에 의한 터치 센싱의 센싱 값을 보상하고, 이차적으로 도 1(b)의 온도 환경 요소에 의한 터치 센싱의 센싱 값을 보상한 결과 값을 개념적으로 도시한 도면이다. 상기에서 언급한 바와 같이 보상의 순서는 환경 요소의 센싱 값에 따라 또는 미리 선택된 기준에 따라 가변될 수 있다.
도 1(c)는 이상적인 터치 센싱 값을 도시한 것으로, 근접 판단 시점과 근접 해제 시점이 정확한 터치 센싱 값을 출력하는 것을 알 수 있다.
도 2는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 1 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 2는 하나의 터치 센서(210)에 대하여 복수개의 외부 센서(250, 260, 270) 및 하나의 내부 센서(280)를 포함하는 근접 센서(200)를 포함하는 제 1 실시예를 도시한다.
도 2에 도시된 하나의 터치 센서(210)의 터치 센싱 값에 대하여 복수의 센서들의 센싱 값을 보상함으로써 예를 들어, 도 1(c)의 보상된 터치 센싱 값을 획득하는 것이 본 발명의 목적이다.
내부 센서는 프로세서(220) 주변의 환경 요소를 센싱하기 위한 센서를 총칭하는 것으로, 예컨대, 프로세서 주변의 온도 변화를 센싱하는 내부 온도 센서(280)를 예로 들 수 있다. 도 2에는 내부 센서가 하나인 것으로 도시되었지만, 외부 센서와 마찬가지로 복수개로 구성될 수 있다
외부 센서는 프로세서를 포함하는 공간(예컨대, 내부 공간)에 대하여 물리적으로 또는 공간적으로 분리된 영역의 환경 요소를 센싱하기 위한 센서를 총칭한다. 예컨대, 제 1 외부 센서(250)는 습도 센서로 구성될 수 있으며, 제 2 외부 센서(260)는 먼지 검출 센서로 구성될 수 있으며, 제 3 외부 센서(270)는 프로세서가 위치된 공간의 외부 온도 변화를 센싱하는 외부 온도 센서로 구성될 수 있다.
외부 센서의 추가적인 실시예는 여러 센서를 포함할 수 있다 :
(1) 습도 센서로서, 수분으로 인하여 정전 용량이 커지는 것을 센싱하여 터치 센싱 값의 보상이 가능하다. 예를 들어, 근접 센서가 물에 젖거나 물속에 침지된 경우에 이를 감지하여 터치 센서 값을 보상한다.
(2) 자이로 센서 또는 가속도 센서로서, 장치의 움직임을 감지할 수 있으며, 장치를 사용자가 착용하거나 사용하지 않는 경우를 판단하여 소비 전류를 줄일 수 있다.
(3) 압력 센서로서, 장치 기구에 대한 물리적인 변화를 감지하여 근접성 판단에 보상을 할 수 있다.
(4) 자기 센서(Hall sensor)로서, 사람이 아닌 다른 물질이 근접하는 경우 이용될 수 있다.
(5) 적외선 센서, 초음파 센서 또는 조도 센서로서, 사물에 대한 근접성 여부 판정을 위한 기준 데이터로 이용될 수 있다. 이때의 기준 데이터는 센서의 근접성 판정이 잘못된 판정인지 검토하기 위한 역할을 수행할 수 있다.
터치 센서(210)의 터치 센싱 값의 다중 보상이 수행되되, 보상의 순서는 최적으로 터치 센싱 값을 획득하기 위하여 미리 정해진 순서에 의하여 또는 각각의 센서의 센싱 값의 크기 순서에 따라 가변될 수 있다.
터치 센서(210)의 다중 보상은 도 1에서 설명된 다중 보상 방법에 따라 또는 이하에서 도 6에서 상세히 설명되는 흐름도에 따라 수행될 수 있다.
도 3은 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 2 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 3은 각각의 터치 센서에 대하여 쌍을 이루는 외부 센서를 포함하는 근접 센서(300)의 실시예를 도시한 도면이다. 프로세서(330)의 주변의 환경 요소를 센싱하기 위한 추가의 내부 센서(380)를 포함할 수 있다.
제 1 터치 센서(310)의 터치 센싱 값을 보상하기 위하여 제 1 터치 센서(310)는 제 1 외부 센서(350)와 쌍을 이루고, 제 2 터치 센서(320)의 터치 센싱 값을 보상하기 위하여 제 2 터치 센서(320)는 제 2 외부 센서(360)와 쌍을 이룬다.
제 1 터치 센서(310)의 터치 센싱 값에 대한 다중 보상은 제 1 외부 센서(350)의 센싱 값에 의한 제 1 차 보상과 내부 센서(380)의 센싱 값에 의한 제 2 차 보상을 거쳐 수행될 수 있다.
한편, 제 2 터치 센서(320)의 터치 센싱 값에 대한 다중 보상은 제 2 외부 센서(360)의 센싱 값에 의한 제 1 차 보상과 내부 센서(380)의 센싱 값에 의한 제 2 차 보상을 거쳐 수행될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예는, 내부 센서는 복수개로 구성될 수 있으며, 터치 센서의 터치 센싱 값을 보상하기 위하여 각각의 외부 센서와 조합하여 다중 보상을 수행할 수 있다.
도 4는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 3 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 4는 보상 테이블(450)을 포함하는 것을 제외하고는 도 2 및 도 3의 실시예와 유사하다.
도 4의 보상 테이블(450)은 터치 센서(410)의 터치 센싱 값을 보상을 수행하기 위한 전처리 단계에서의 보상 값을 저장하는 테이블이다.
외부 센서(420)가 예를 들어, 습도 센서로 구성되고 터치 센싱 값과 습도 센서의 센싱 값의 편차가 큰 경우에는, 습도 센서의 센싱 값에 큰 계수의 값을 곱하여 전처리를 수행한다.
내부 센서(480)가 예를 들어, 온도 센서로 구성되고 온도 센싱 값이 변화율이 정해진 경우에, 변화율의 역수(예를 들어, 게인(gain))를 계수로 곱하여 전처리를 수행한다. 이때의 게인은 보상 값으로서 보상 테이블에 미리 저장된다.
보상 테이블은 온도 또는 노이즈와 같은 환경의 변화의 정도에 따라 상이한 보상 값을 저장한다.
도 4의 보상 테이블을 이용하는 실시예에서도 도 1 내지 도 3 및 이하의 도 6에서 설명되는 다중 보상을 이용할 수 있다.
단지 전처리를 수행하는 단계에서의 보상 값이 보상 테이블에 미리 저장되어 있다는 점에서 상기에서 논의된 실시예와 상이할 뿐이다.
도 5는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 제 4 실시예에 따른 도면을 예시한다.
도 5는 본원 발명에 따른 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서의 다른 실시예를 도시한 도면으로 프로세서(530)의 역할이 추가된다는 점에서 도 2 내지 도 4의 실시예와는 상이하다.
도 5에 도시된 실시예에서 터치 센서(510)의 보상은 이하의 도 7에 상세하게 설명된 흐름도에 따라 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 터치 센서의 보상은 외부 센서 및/또는 내부 센서의 센싱 값을 전처리(예를 들어, 계수값을 곱하거나 또는 디지털화)하는 단계를 포함하여 수행된다. 그러나, 도 5 에 도시된 실시예는 센서의 센싱 값을 전처리하는 단계를 대신할 수도 있다. 여기서, 프로세서(530)는 각각의 센서의 센서 특성을 조정 또는 조절하는 과정을 포함한다.
센서의 센싱 전에 환경 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 세팅 값에 기초하여 센서의 센싱 시간, 센싱 주기 및/또는 게인(gain)을 조정하는 단계를 포함한다.
이의 조정 단계는 별도의 컴포넌트에 의하여 수행될 수도 있으나, 도 5의 프로세서(530)에 의하여 수행될 수도 있다.
도 5에서의 보상은 상기에서 논의된 전처리 과정을 포함하지 않고, 하드웨어적으로 하나 이상의 세팅 값에 의하여 센서의 센싱 조건을 조정함으로써 수행된다.
본 발명의 다른 실시예에서 미리 저장된 세팅 값을 갖는 세팅 테이블(미도시)을 포함할 수 있다. 세팅 테이블은 온도 또는 노이즈와 같은 환경의 변화의 정도에 따라 상이한 세팅 값을 저장한다.
도 4에서의 보상 테이블(450)과 도 5에서의 세팅 테이블은 저장된 값이 다르다. 구체적으로 보상 테이블(450)은 전처리 단계에서의 요구되는 보상 값을 저장하지만, 반면에 세팅 테이블은 센서의 센서 특성을 조정하기 위한 세팅 값을 저장한다.
도 6은 본원 발명에 따른 근접 센서에서의 환경 보상 방법의 제 1 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6은 본원 발명의 다중 보상을 수행하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
S610에서 제 1 센서(예를 들어, 터치 센서)가 제 1 센싱 값(예를 들어, 터치 센싱 값)을 센싱한다.
S620에서 제 2 센서(예를 들어, 온도 센서)가 제 2 센싱 값(예를 들어, 온도 변화 값)을 센싱한다.
S630에서 제 2 센싱 값을 전처리한다. S630단계에서 전처리(pre-processing)는 터치 센싱 값에서 보상을 수행하기 전에 제 2 센싱 값에 대하여 수행되는 일체의 연산이나 처리를 포함한다. 구체적으로, 전처리는 온도 변화 값에 대한 최적의 보상을 위하여 제 2 센싱 값에 계수를 곱하는 동작을 포함하거나, 제 2 센싱 값을 디지털 값으로 변화하는 동작을 포함할 수도 있다.
S640에서 제 3 센서(예를 들어, 온도 이외의 환경 요소를 센싱하는 센서 예컨대, 습도 센서)가 제 3 센싱 값(예를 들어, 습도 변화 값)을 센싱한다.
S650에서 제 3 센싱 값을 전처리한다. 제 3 센싱 값의 전처리는 제 2 센싱 값의 전처리와 마찬가지로 최적의 보상을 위하여 제 3 센싱 값에 수행되는 일체의 연산이나 처리를 포함한다.
S660에서 제 1 센싱 값(예를 들어, 터치 센싱 값)에 대하여 전처리된 제 2 센싱 값을 가감함으로써 제 1 센싱 값을 보상한다.
S660에서 보상이라는 개념은 온도 변화 값에 의한 터치 센싱 값의 변화를 제거하는 것으로, 도 1(b)에서의 온도 변화에 의한 터치 센싱 값의 변화 영향을 제거하는 절차를 총칭한다.
S670에서 보상된 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 3 센싱 값을 가감함으로써 제 1 센싱 값을 재보상한다. 즉, S670에서의 재보상은 보상된 제 1 센싱 값에서 또 다른 환경 요소의 변화에 의한 터치 센싱 값의 영향을 제거하는 과정으로 이해할 수 있다.
즉, S670에서의 재보상 단계가 완료된 이후의 결과 값은 센싱된 환경 요소에 의한 변화 값이 제거된 보상된 터치 센싱 값을 갖는 츨력 신호가 될 수 있다.
도 6에 구체적으로 도시되지는 않았지만, S670의 재보상 단계 이후에 적어도 1회 이상의 온도 환경 요소에 대한 추가 보상 단계가 추가될 수 있고, 또한 적어도 1 회 이상의 온도 이외의 환경 요소에 대한 추가 보상 단계가 추가될 수도 있다.
또한, 추가적으로 다른 환경 요소(예를 들어, 습도)에 대한 추가 보상 단계가 포함될 수 있으며, 각각의 보상에 대한 순서는 고정된 것은 아니며 터치 센싱 값에 따라서 또는 다른 기준에 의하여 가변될 수 있다.
도 7은 본원 발명에 따른 근접 센서에서의 환경 보상 방법의 제 2 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 센서의 특성을 조정하는 단계에 의하여 터치 센싱 값을 보상하는 실시예의 흐름도를 도시한다.
S710에서, 제 1 센서(예를 들어, 터치 센서(510))가 제 1 센싱 값(예를 들어, 터치 센싱 값)을 센싱한다.
S720에서 하나 이상의 제 2 센서(예를 들어, 제 1 외부 센서(520), 제 2 외부 센서(530), 내부 센서(580))가 하나 이상의 제 2 센싱 값(예를 들어, 습도 변화 값, 온도 변화 값, 센서 자체의 노이즈 값 및 먼지 검출 값)을 센싱한다.
제 2 센싱 값을 센싱하는 단계(S720)는 하나 이상의 제2 센서의 센싱 전에 환경 변화를 보상하기 위한 하나 이상의 세팅 값에 의하여 제 2 센서의 센싱 시간, 센싱 주기, 게인(gain) 중 적어도 하나의 센서 특성을 조정하는 단계를 포함한다.
S730에서 제 1 센싱 값에 대하여 제 2 센싱 값을 가감함으로써 제1 센싱 값을 보상하는 단계를 포함한다.
S720에서 하나 이상의 제 2 센서의 센싱 값을 각각 이용하여 보상을 수행할 수 있다. 그러나, S720 단계에서의 보상은 도 1 내지 도 4 및 도 6에서 설명된 다중 보상과는 차이가 있다. 즉, 도 1 내지 도 4 및 도 6에서 설명된 다중 보상은 각각의 센서의 센싱 값에 대하여 보상 값을 이용하여 전처리하는 단계를 포함하고 있으나, S720에서 하나 이상의 제 2 센서의 센싱 값을 각각 이용하여 보상하는 것은 각각의 센서의 센싱 조건을 조정하여 수행된다는 점에서 다르다.
그러나, 보상 값과 세팅 값을 결정하는 과정이 다르지만, 하나의 터치 센서를 복수회 보상하여 보다 정확한 터치 센싱 값을 출력한다는 점에서는 동일하다.
본원 발명의 근접 센서에서의 환경 보상 방법 및 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 의하면, 선형적으로 변화하는 환경 요소 뿐만 아니라 비선형적으로 변화하는 환경 요소에 대한 보다 정확한 보상이 가능하다.
도 1 내지 도 4 및 도 6에서 설명된 다중 보상을 통한 터치 센싱 값의 보상 방법의 비선형적으로 변화하는 환경 요소에 대한 적용은 전처리 단계에서 적용되는 보상 값을 환경 요소의 변화 정도에 따라 다른 값으로 선택함으로써 수행될 수 있다.
도 5 및 도 7에 의한 세팅 값에 의한 센서 특성의 조정에 의한 보상 방법의 비선형적으로 변화하는 환경 요소에 대한 적용은 환경 요소의 변화 정도에 따라 다른 값으로 세팅 값을 설정함으로써 수행될 수 있다.
이상, 상세히 설명한 본 발명의 각각의 실시예들은, 개별적으로 실시되거나, 또는 서로 결합되어 혼용 실시될 수도 있다. 이와 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 근접 센서에서의 환경 보상 방법에 있어서,
    제 1 센서가 제 1 센싱 값을 센싱하는 단계;
    제 2 센서가 제 2 센싱 값을 센싱하는 단계;
    상기 제 2 센싱 값을 전처리하는 단계;
    제 3 센서가 제 3 센싱 값을 센싱하는 단계;
    상기 제 3 센싱 값을 전처리하는 단계;
    상기 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 보상하는 단계; 및
    보상된 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 3 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 재보상하는 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
    상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 프로세서 주변의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서를 포함하고,
    상기 제 3 센서는 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하고,
    상기 제 2 센서와 상기 제 3 센서는 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 근접 센서에서의 환경 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서는 복수개로 구성되어,
    상기 제 2 센싱 값을 전처리하는 단계 및 상기 제 3 센싱 값을 전처리하는 단계; 및 상기 제 1 센싱 값을 보상하는 단계 및 상기 제 1 센싱 값을 재보상하는 단계;가 각각 복수 회 수행되는 것을 특징으로 하는, 근접 센서에서의 환경 보상 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서에 있어서,
    프로세서; 및
    명령을 저장하는 비 일시적 메모리를 포함하되, 상기 명령은 상기 프로세서가 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    제 1 센서에 의하여 제 1 센싱 값을 센싱하게 하고;
    제 2 센서에 의하여 제 2 센싱 값을 센싱하게 하고;
    상기 제 2 센싱 값을 전처리하게 하고;
    제 3 센서에 의하여 제 3 센싱 값을 센싱하게 하고;
    상기 제 3 센싱 값을 전처리하게 하고;
    상기 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 2 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 보상하게 하고; 및
    보상된 제 1 센싱 값에 대하여 전처리된 제 3 센싱 값을 가감함으로써 상기 제 1 센싱 값을 재보상하게 하도록 구성되고,
    상기 제 1 센서는 터치 감지 센서이며,
    상기 제 2 센서는 상기 근접 센서의 내부에 위치된 상기 프로세서 주변의 내부 환경 요소를 감지하는 내부 센서를 포함하고,
    상기 제 3 센서는 상기 근접 센서의 외부 환경 요소를 감지하는 외부 센서를 포함하고,
    상기 제 2 센서와 상기 제 3 센서는 서로 다른 환경 변화를 감지할 수 있도록 공간적으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서는 복수개로 구성되고,
    상기 프로세서로 하여금
    상기 제 2 센싱 값을 전처리하게 하는 것 및 상기 제 3 센싱 값을 전처리하게 하는 것; 및 상기 제 1 센싱 값을 보상하게 하는 것 및 상기 제 1 센싱 값을 재보상하게 하는 것;을 각각 복수 회 수행하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 개선된 환경 보상 성능을 가진 근접 센서.
  9. 삭제
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  12. 삭제
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